hashmap遍歷時用map.remove方法為什麼會報錯？

yflconding發表於2019-04-03
HashMapREM

發現問題

筆者最近在除錯專案bug的時候，遇到了一個很奇怪的bug，就是在對hashmap集合進行遍歷的時候，同時做了remove操作，這個操作最後導致丟擲了java.util.ConcurrentModificationException的錯誤。
帶著疑惑，下面參考著原始碼，分析問題的原因。
首先，重現問題，構造一個map並往裡面加元素：

private static HashMap<Integer, String> map = new HashMap<Integer, String>();;
	public static void main(String[] args) {
  	        for(int i = 0; i < 10; i++){  
	            map.put(i, "value" + i);  
	        }  
	}
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然後移除一些元素，此時就會報java.util.ConcurrentModificationException錯誤

    for(Map.Entry<Integer, String> entry : map.entrySet()){  
         Integer key = entry.getKey();  
         if(key % 2 == 0){  
             System.out.println("To delete key " + key);  
             map.remove(key);  
             System.out.println("The key " + + key + " was deleted");  
         }  
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報錯

分析問題

從報錯中可以看出，HashMap$HashIterator.nextNode這個方法有程式碼錯誤了，點進去看，大概知道HashMap.this.modCount != this.expectedModCount 成立

hashmap遍歷時用map.remove方法為什麼會報錯？

再看一下hashmap的remove操作是做了什麼：

hashmap遍歷時用map.remove方法為什麼會報錯？

這裡對modCount進行了自增操作，表示操作動作+1。再看modCount和expectedModCount是什麼東西

hashmap遍歷時用map.remove方法為什麼會報錯？

問題原因

可以看出迭代器初始化的時候就對modCount和expectedModCount進行同步。
到此，可以看出報錯的原因：

  • hashmap裡維護了一個modCount變數，迭代器裡維護了一個expectedModCount變數，一開始兩者是一樣的。
  • 每次進行hashmap.remove操作的時候就會對modCount+1，此時迭代器裡的expectedModCount還是之前的值。
  • 在下一次對迭代器進行next()呼叫時，判斷是否HashMap.this.modCount != this.expectedModCount，如果是則丟擲異常。

解決問題

那什麼情況下在遍歷的時候可以刪除map裡面的元素呢？看下迭代器提供的remove方法：

hashmap遍歷時用map.remove方法為什麼會報錯？

可以看出迭代器裡remove了一個元素之後會對expectedModCount重新賦值，這樣再次遍歷的時候就不會報錯了。所以之前的程式碼可以改成如下寫法，直接呼叫迭代器的remove方法。

 Iterator<Map.Entry<Integer, String>> it = map.entrySet().iterator();
      while(it.hasNext()){
          Map.Entry<Integer, String> entry = it.next();
          Integer key = entry.getKey();
          if(key % 2 == 0){
         	 System.out.println("To delete key " + key);
         	 it.remove();    
         	 System.out.println("The key " + + key + " was deleted");

          }
      }
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總結

  • 基本上java集合類（包括list和map）在遍歷時沒用迭代器進行刪除了都會報ConcurrentModificationException錯誤，這是一種fast-fail的機制，初衷是為了檢測bug。
  • 通俗一點來說，這種機制就是為了防止高併發的情況下，多個執行緒同時修改map或者list的元素導致的資料不一致，這是隻要判斷當前modCount != expectedModCount即可以知道有其他執行緒修改了集合。

替換機制：

  • 用迭代器的remove方法。
  • 用currentHashMap替代HashMap

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